[发明专利]二芯制线缆标定内储振弦传感器及其二芯线双工切换方法

说明书

本发明申请提供了一种二芯制线缆标定内储振弦传感器及其二芯线双工切换方法。二芯制线缆标定内储振弦传感器内增设存储部，存储部的半波整流供电电路供电连接存储单元，存储部串联开关电路构成存储部支路；单向电子开关与振弦传感线圈串联构成传感部支路，与存储部支路并联、连接二芯线引出线缆，存储单元的数据I/O线与半波整流供电电路的正极输入端并联，连接引出线缆的作为供电数据通讯线的芯线上。本发明还提供了二芯线双工切换方法。本技术方案在实现传感器内固化存储特征标定参数和编号的结构基础上，与常规二芯线线缆传感器具有一致无二的引出线缆结构，其电路组成简单，传输性能可靠、稳定，产品性能与成本的优化空间更大。

技术领域

本发明申请涉及传感器，尤其涉及内部需要配备功能电路及数据传送引出线的传感器，如振弦传感器。

背景技术

振弦式传感器因结构简单、抗干扰能力强、工作稳定、可靠、受温度影响小、测值可靠、适于长期观测等诸多技术优点，被广泛应用，尤其在土木工程监测中完成压力、应力等测量方面，更是不可缺少。但因产品类型不同、制造工艺和结构差异，导致每个振弦式传感器的参数离散性很大，因此每一只振弦式传感器出厂时均配有编号和自身特定的标定参数，只有将测量频率值和其标定参数共同代入数学运算模型中换算，才能得到反映准确的物理量值。所以各振弦式传感器的标定参数不能相互替代、不能混淆。

振弦传感器的这一特性给实际检测操作带来了诸多不便，每只振弦传感器的编号，既是操作人员查找对应标定参数的依据，还是工程中现场安装位置的标志，整项工程中需要埋置几十个、几百个、甚至更多的振弦传感器，安装作业中一旦出现混淆、损坏、丢失，将直接造成无法通过换算获得准确物理量值，也无法确定测量值所在位置，只能弃用，浪费量大。

为解决上述技术问题，技术人员们采用振弦传感器内固化本身标定参数来解决上述技术问题，如专利技术CN1912856A。但伴随而来的技术问题是：振弦传感器内部功能电路的增加，也使传感器的引出线缆只采用多芯线缆，而无法使用最为简单的二芯线线缆，如上述专利公开技术中就采用了包括信号采集线、地线、电源线、时钟线和数据线的五芯线引出线缆。

采用内部存储电路存放标定参数的技术手段，固然能够解决勘测技术人员寻找编号、查找对应标定参数等琐碎操作的技术问题，却没有得到实际推广应用，纠其原因主要有两方面：一是电路组成复杂、功耗大，影响测量；二是多芯线引出线缆不仅改变了线缆与外接测量设备连接方式，连接难度大大增加，而且多芯引出线缆使每只传感器造价成本和现场安装成本都会大幅度增加，而且数据传输距离也会因信号传输可靠性和稳定性变差而受到极大的影响。

发明内容

本发明申请的发明目的在于将标定参数和编号固化于其振弦传感器之中，同时具有与常规振弦传感器一样的最为简单的二芯线引出线缆和与外接测量设备的连接结构，通过二芯线完成传感变送信号测量和本传感器特性标定参数读取传输的双重功能，从而完成一对一运算、获得准确换算物理量值的二芯制线缆标定内储振弦传感器及其二芯线双工切换方法。

本发明申请提供的二芯制线缆标定内储振弦传感器技术方案，其主要技术内容是：一种二芯制线缆标定内储振弦传感器，传感器内增设存储部，存储部的半波整流供电电路供电连接存储单元，存储部串联开关电路构成存储部支路；单向电子开关与振弦传感线圈串联构成传感部支路，与存储部支路极性相反并联、连接二芯线引出线缆，存储部支路的开关电路由被控开关和连接于半波整流供电电路供电端的触发电路构成，存储单元的数据I/O线与半波整流供电电路的正极输入端并联，连接引出线缆的作为供电数据通讯线的芯线上。

基于上述的二芯制线缆标定内储振弦传感器的二芯线双工切换方法：其引出线缆的二芯线为连接半波整流供电电路的正极输入端的芯线一和另一连接于传感线圈一端的芯线二，两芯线由外接测量仪表的双工切换方法为：芯线二接地，则芯线一为供电数据通讯线；芯线一接地，则芯线二为激励测量线。